專利名稱：Led照明燈具的制作方法
技術領域：
本發明涉及照明燈具。更特別地，本發明涉及利用發光二極管(LED)作為光源的照明燈具。
背景技術：
近幾年，LED對于各種普通照明目的的使用在增加，并且隨著在LED和通常稱為“LED模塊”的LED陣列設備中已經取得的進步這種趨勢在加速。實際上，使用高強度放電(HID)燈和其他光源的燈具所提供的照明應用現在日益增加地開始使用LED燈具。在使用LED作為各種應用中的燈具的領域中創造性工作在繼續。使用LED作為光源的高亮度燈具尤其呈現出挑戰性的問題。當高亮度、可靠性、耐用性對于產品成功是必要的時，由于高復雜性造成的高成本變成了一個特別困難的問題。保持電子LED驅動器在水中/氣密場所中也成為問題，尤其當燈具經常暴露于這些因素時。處理散熱需求仍然是高亮度LED燈具的另一個問題領域。散熱困難部分由于高亮度LED燈具通常具有很多LED。模塊安裝和散熱的復雜結構有時被認為是必須的，并且所有這些增加了復雜性和成本。此外，使用HID燈和其他非LED光源的以前的燈具為了照明效率通常需要具有大反射器的相對大的燈箱。這樣的燈具經常也需要大鎮流艙。這些經常導致整體燈具尺寸大且燈具非常重。總之，在照明工業中非常需要使用LED這樣的改進的燈具。燈具需要滿足與散熱和電子LED驅動器元件的適當保護相關的問題。最后，需要改進的基于LED模塊的燈，其是相對簡單、緊湊且制造容易和便宜的。
發明目的本發明的一個目的是提供一種改進的LED照明燈具，其克服了包括上面所述的，現有技術中存在的一些問題和缺點。本發明的另一個目的是提供一種改進的LED照明燈具，其可以方便地適用于多種安裝位置和情形。本發明的另一個目的是提供一種改進的LED照明燈具，其既可以對電子LED驅動器進行良好的保護，也可以對LED和驅動器進行極好的散熱。本發明的又一個目的是提供一種改進的LED照明燈具以提供期望的照明。本發明的另一個目的是提供一種改進的相對簡單和緊湊的LED照明燈具。這些及其他目的將通過下面的說明書和附圖而變得更加明顯。
發明內容
本發明是對LED照明燈具的改進。發明的LED照明燈具具有外殼，其具有由后壁和從后壁向前向邊延伸的環繞壁限定的中空的內部空腔。LED發光體被安裝在外殼中。并且，LED支撐結構在內部空腔中從外殼處延伸至LED支承面，該支承面將LED發光體配置在期望的方向上并且與后壁間隔開。該LED支撐結構是將熱量從LED發光體傳輸至外殼的散熱器。優選的，該LED支撐結構與環繞壁是大體上間隔的。該LED照明燈具優選地具有至少一個內部肋，將LED支撐結構與環繞壁相連接。在本發明LED照明燈具的優選實施例中，夕卜殼的外表面具有一系列從該外表面向外延伸的鰭片。該鰭片為LED發光體提供了進一步的散熱。在某些這種實施例中，該LED支撐結構從后壁延伸。該外殼和LED支撐結構優選地可以與具有不含外部鰭片區域的后壁的外表面一體成型。該外殼和LED支撐結構優選地通過鑄造形成。優選的，鰭狀的插入物被固定到這種不含外部鰭片的后壁區域上，以便燈具的后面是均勻的鰭狀。在優選實施例中，該LED支撐結構從后壁延伸。這種LED支撐結構優選是大體上中空的。并且，后壁具有開口，用于引入中空的LED支撐結構，其允許電線通過進入外殼內部并且連接至LED發光體。中空的LED支撐結構優選地限定一個進入外殼內部的開口，用于電線從后壁開口通過進入外殼內部。該LED照明燈具優選地在外殼內部之內具有LED驅動器。優選的是，LED驅動器靠著外殼固定，從而傳輸來自驅動器的熱量。該后壁可以是大體上平坦的，而環繞壁包括進入外殼內部的電線通道。在該實施例中，多個類似的燈具可以沿著安裝面安裝并且被菊花鏈(daisy-chain)電線所供電。在某些優選實施例中，LED支承面大體上在環繞壁的前向邊的水平面上支撐LED發光體。該LED照明燈具優選地具有閉合外殼內部的蓋。這種蓋可以由適當的金屬制造以作為外殼內部的電氣隔板。這種蓋限定了暴露LED發光體的LED開口。優選的是，這種蓋具有大體上白色的外表面以減少入射光的吸收。
`
這種LED照明燈具優選地具有在LED發光體之上并且密封地與外殼連接的透鏡構件。這種透鏡構件優選地具有配置為用于將LED出射光散布的透鏡部分，以及在透鏡部分周圍的凸緣部分。外殼優選地在環繞壁的前向邊周圍具有外向凸緣。透鏡構件的這種凸緣部分密封地與外向凸緣結合以提供外殼內部的不受天氣影響的密封。該LED照明燈具在凸緣部分和外向凸緣之間可具有鄰接凸緣墊片。該LED發光體優選地是多芯片LED模塊。該模塊可以是如下類型的LED封裝，其具有緊密地放置在一起的25個LED以及選擇用于產生白光的不同顏色，例如暖色，中性以及冷光型光線的磷層涂層。這種LED封裝是高能效的，并且具有長的工作壽命。這些封裝是緊湊的，高光通量密度光源。這種多芯片LED封裝的緊湊尺寸同樣是非常期望的。它們通常是圓形或者方形的，且直徑或者邊長大約為20-26毫米并且高度大約為3.5毫米。這些模塊相對小的尺寸使照明燈具的尺寸明顯減少，其對這種高亮度緊湊LED光源是有利的。本發明的LED照明燈具的某些實施例進一步具有反射器杯，其配置在LED支承面上并且圍繞LED發光體以在期望的方向上反射LED出射光。該LED支承面優選地被配置以使反射器杯的遠邊大體上在環繞壁的前向邊的水平面上。優選的是，LED照明燈具進一步具有在LED發光體之上并且密封地與外殼連接的透鏡構件。該透鏡構件在反射器杯之上可具有用于透射LED出射光的光透射區域，以及覆蓋外殼內部的不透明區域。該透鏡構件優選地是大體上平坦的。外殼優選地在環繞壁的前向邊周圍具有外向凸緣。該透鏡構件優選地密封地與外向凸緣結合。該LED照明燈具在透鏡構件和外向凸緣之間可具有鄰接凸緣墊片。在某些可選實施例中，LED支承面以相對于后壁的銳角支撐LED發光體。該環繞壁在適當的位置可具有遮蔽部分以攔截部分出射光。
圖1是根據本發明的LED照明燈具的一個優選實施例的正面透視圖。圖2是圖1的LED照明燈具的后部透視圖。圖3是圖1的LED照明燈具的內部空腔的透視圖。圖4是圖1的LED照明燈具的分解圖。圖5是根據本發明的LED照明燈具的第二優選實施例的正面透視圖。圖6是圖5的燈具的后部透視圖。圖7是圖5的LED照明燈具的內部空腔的透視圖。圖8是圖5的LED照明燈具的分解圖。圖9是根據本發明·的LED照明燈具的第三實施例的正面透視圖。圖10是圖9的燈具的后部透視圖。圖11是圖9的LED照明燈具的分解圖。
具體實施例方式圖1-11是本發明LED照明燈具10的優選實施例。如圖3，4，7，8以及11最佳地示出的，照明燈具10具有外殼20，其具有由后壁22以及從后壁22向前向邊24延伸的環繞壁23限定的中空內部空腔21。LED發光體11安裝在外殼20中。并且，LED支撐結構30在內部空腔21中從外殼20延伸至LED支承面31，該支承面將LED發光體11配置在期望的方向上并且與后壁22間隔開。LED支撐結構30是散熱器，將熱量從LED發光體11傳輸到外殼20。LED支撐結構30與環繞壁23隔開。LED照明燈具10同樣具有三個內部肋12，將LED支撐結構30連接至環繞壁23。外殼20的外表面25具有一系列從外表面25向外延伸的鰭片26。鰭片26為LED發光體11提供了進一步的散熱。圖3，4，7，8以及11進一步展示了從后壁22延伸的LED支撐結構30。在圖4中可以看出，LED支撐結構30大體上是中空的。并且，圖2所示的是，后壁22具有開口 220，用于引入中空的LED支撐結構30，其允許電線(未示出)通過進入外殼內部21并且連接至LED發光體11。圖3和4同樣示出了，中空LED支撐結構30限定了進入外殼內部21的開口 32，用于電線從后壁開口 220通過進入外殼內部21中。LED照明燈具10在外殼內部21內具有LED驅動器15。LED驅動器15靠著外殼20固定從而從驅動器15傳熱。圖3中示出了后壁22大體上是平坦的并且環繞壁23包括進入外殼內部21的電線通道230。這種結構允許沿著安裝面，即壁，天花板或者其他適當的表面安裝多個類似的燈具，并且被菊花鏈電線(daisy chain wiring)供電。在圖1-4所示的實施例中，LED支承面30大體上在環繞壁23的前向邊24的水平面上支撐LED發光體11。圖4所示最為明顯，LED照明燈具10具有封閉外殼內部21的蓋
16。這種蓋可以由適當的金屬制造以作為外殼內部的電氣隔板。蓋16限定了露出LED發光體11的LED開口 160。蓋16具有大體上白色的外表面161以減少入射光的吸收。圖3和4進一步展示了發光體蓋17，其直接地安裝在LED發光體11之上并且限定了光開口 170的尺寸大體上與LED發光體11的光照明部分的尺寸匹配。LED照明燈具10在LED發光體11之上具有透鏡構件40并且密封地與外殼20連接。透鏡構件40具有配置為用于將LED出射光廣泛散布的透鏡部分41，以及在透鏡部分41周圍的凸緣部分42。透鏡部分41具有一系列的插口 410以折射LED出射光。透鏡部分41由前壁43和從那里橫向延伸的側壁44形成。凸緣部分42從側壁44向外延伸。外殼20具有圍繞環繞壁23的前向邊24的外向凸緣28。透鏡構件40的凸緣部分42密封地與外向凸緣28結合以為外殼內部21提供不受天氣影響的密封。LED照明燈具10在凸緣部分42和外向凸緣28之間具有鄰接凸緣墊片47。圖5-8所示的本發明的LED照明燈具IOA具有反射器杯50，其配置在LED支承面31處并且圍繞LED發光體11以在期望的方向上反射LED出射光。在這一實施例中，LED支承面31被配置以使反射器杯50的遠邊51大體上在環繞壁23的前向邊24的水平面上。圖5-8所示的燈具IOA具有兩個LED發光體11并且具有兩個反射器杯50，每個LED發光體11 一個。在這一實施例中，LED支撐結構30A被配置為大體上在中央位置跨越內部空腔21。內部肋12A在LED支撐結構30A的兩個相對端部以及環繞壁23A的鄰邊之間延伸。圖5-8所示的實施例具有圓形的背部，其由后壁平滑地過渡進入環繞壁的相對側而形成。通過與從后壁22延伸 的LED支撐結構30 —起鑄造而形成外殼20以及LED支撐結構30。外殼20和LED支撐結構30與后壁22的外表面25 —體成型。后壁22具有不含外部鰭片26的區域27。從圖6中可以看出，鰭狀插入物13被固定并且填充后壁22的不含鰭片區域27，以使燈具IOA的后部14是均勻地鰭狀。線271表示了不含鰭片區域27和鰭狀插入物13之間的分界面。圖9-11所示的是LED照明燈具10B，具有相對于后壁22成一銳角的LED支承面31B,從而以一定的角度支撐LED發光體11，用于期望方向的LED出射光。LED照明燈具IOA和IOB在LED發光體11之上進一步分別包括透鏡邊框46A (參見圖8)和46B，并且與外殼20密封地連接。如圖5，8，9和11所示，透鏡邊框46A和46B分別包括用于透射LED出射光的光透射區域48，以及覆蓋外殼內部21的不透明區域49。在LED照明燈具IOB中，光透射區域48被形成為穿過蓋板49的開口，該蓋板形成圍繞該開口的不透明區域。透鏡構件40B覆蓋蓋板49。在燈具IOA中，透鏡邊框46A大體上是平坦的。在圖7和8中同樣可以看出，夕卜殼20在環繞壁23的前向邊24周圍包括外向凸緣28。透鏡邊框46A密封地與外向凸緣28結合。LED照明燈具IOA進一步包括在透鏡邊框46A和外向凸緣28之間的鄰接凸緣墊片45(見圖7和8)。
圖9示出了環繞壁23B在適當的位置包括遮蔽部分55以攔截部分出射光。盡管本發明的原理已經結合特定的實施例被顯示和描述，應該理解的是這些實施例是僅是舉例的方 式而不是限制。
權利要求
1.一種LED照明燈具，包括: 外殼，其具有由后壁和從該后壁向前向邊延伸的環繞壁限定的中空的內部空腔； LED發光體，安裝在所述外殼中；以及 LED支撐結構，其在所述內部空腔中從所述外殼延伸至LED支承面，將LED發光體配置在期望的方向上并且與所述后壁間隔開。
2.如權利要求1所述的LED照明燈具，其中該LED支撐結構是散熱器，其將熱量從LED發光體傳輸到所述外殼。
3.如權利要求2所述的LED照明燈具，其中該LED支撐結構大體上與所述環繞壁間隔開。
4.如權利要求3所述的LED照明燈具，包括至少一個內部肋，其將所述LED支撐結構與所述環繞壁相連接。
5.如權利要求2所述的LED照明燈具，其中所述外殼的外表面包括一系列從該外表面向外延伸的鰭片，所述鰭片為所述LED發光體提供進一步的散熱。
6.如權利要求5所述的LED照明燈具，其中: 該LED支撐結構從所述后壁延伸； 該外殼和LED支撐結構一體成型； 所述后壁的外表面具有不含外部鰭片的區域；并且 鰭狀的插入物被固定到所述后壁的該區域，以便燈具的后面是均勻的鰭狀。
7.如權利要求1所述的LED照明燈具，其中: 該LED支撐結構從所述后壁延伸； 該LED支撐結構大體上是中空的；并且 所述后壁是有孔的， 從而允許電線通過進入所述外殼內部并且連接至所述LED發光體。
8.如權利要求7所述的LED照明燈具，包括在所述外殼內部之內的LED驅動器。
9.如權利要求8所述的LED照明燈具，其中所述LED驅動器靠著所述外殼固定，從而從所述驅動器傳輸熱量。
10.如權利要求1所述的LED照明燈具，其中: 所述后壁是大體上平坦的；并且 所述環繞壁包括進入所述外殼內部的電線通道，由此多個相似的燈具可以沿著安裝面安裝并且被菊花鏈電線供電。
11.如權利要求1所述的LED照明燈具，包括在所述外殼內部之內的LED驅動器，所述LED驅動器靠著所述外殼被固定，從而從所述驅動器傳輸熱量。
12.如權利要求1所述的LED照明燈具，其中所述LED支承面大體上在所述環繞壁的前向邊的水平面上支撐所述LED發光體。
13.如權利要求12所述的LED照明燈具，其中所述LED發光體是多芯片LED模塊。
14.如權利要求12所述的LED照明燈具，進一步包括閉合所述外殼內部的蓋，所述蓋限定了暴露所述LED發光體的 LED開口。
15.如權利要求14所述的LED照明燈具，其中所述蓋具有大體上白色的外表面，從而減少入射光的吸收。
16.如權利要求12所述的LED照明燈具，進一步包括，在LED發光體之上并且密封地與所述外殼連接的透鏡構件。
17.如權利要求16所述的LED照明燈具，其中: 透鏡構件具有配置為用于將LED出射光廣泛散布的透鏡部分以及在所述透鏡部分周圍的凸緣部分；并且 所述外殼具有圍繞所述環繞壁的前向邊的外向凸緣，所述透鏡構件的凸緣部分密封地與所述外向凸緣結合以為所述外殼內部提供不受天氣影響的密封。
18.如權利要求17所述的LED照明燈具，進一步包括在所述凸緣部分和所述外向凸緣之間的鄰接凸緣墊片。
19.如權利要求1所述的LED照明燈具，其中所述LED發光體是多芯片LED模塊。
20.如權利要求1所述的LED照明燈具，進一步包括反射器杯，其配置在所述LED支承面處并且圍繞該LED發光體以在期望的方向上反射LED出射光，該LED支承面被配置為使所述反射器杯的遠邊大體上處于所述環繞壁的前向邊的水平面上。
21.如權利要求20所述的LED照明燈具，進一步包括透鏡構件，其位于所述LED發光體之上并且密封地與所述外殼連接。
22.如權利要求21所述的LED照明燈具，其中透鏡構件包括用于透射LED出射光的光透射區域，以及覆蓋外殼內部的不透明區域。
23.如權利要求22所述的LED照明燈具，其中:· 該透鏡構件是大體上平坦的；并且 外殼包括在環繞壁的前向邊周圍的外向凸緣，所述透鏡構件密封地與外向凸緣結合。
24.如權利要求23所述的LED照明燈具，進一步包括在透鏡構件和外向凸緣之間的鄰接凸緣墊片。
25.如權利要求1所述的LED照明燈具，其中LED支承面以相對于所述后壁的銳角來支撐所述LED發光體。
26.如權利要求25所述的LED照明燈具，其中所述環繞壁包括在適當位置的遮蔽部分，以攔截部分出射光。
27.如權利要求1所述的LED照明燈具，其中所述環繞壁包括在適當位置的遮蔽部分，以攔截部分出射光。
全文摘要
一種LED照明燈具(10)，包括外殼(20)，其具有由后壁(22)和向前向邊(24)延伸的環繞壁(23)界定的中空內部空腔(21)。LED發光體(11)被安裝在外殼中。LED支撐結構(30)在內部空腔中從外殼處延伸至LED支承面(31)，并將LED發光體配置在期望的方向上并且與后壁相間隔。該LED支撐結構是將熱量從LED發光體傳輸至外殼的散熱器。
文檔編號F21V5/00GK103249993SQ201180050817
公開日2013年8月14日 申請日期2011年9月6日 優先權日2010年9月7日
發明者K·S·威爾考克斯, W·S·吉利恩, F·曹 申請人:克里公司